(57)【要約】  【課題】  過大電圧充電時などにおいても安全性が高い二次電池および電池パックを提供する。  【解決手段】  リチウムイオン二次電池などの二次電池３ａの外装ケース１５内部に、アルミニウム金属板などからなるリード電極８ａおよび９ａが付いているＰＴＣまたは温度ヒューズまたはサーモスタットなどの温度保護素子７ａを配置し、正極集電体に接続する。温度保護素子７ａを外装フィルム２３ａで包み、封止することで、電解液（質）２０による温度保護素子７ａの溶解を防止する。【選択図】        図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装ケース内に発電素子が収容された二次電池において、
上記発電素子の集電体に電気的に接続された温度保護素子が上記外装ケースの内部に配置され、
上記温度保護素子が電解質に溶解しない金属で構成されたリード電極を有する二次電池。
【請求項２】
請求項１において、
上記電解質に溶解しない金属は、アルミニウム、アルミニウム含有合金、白金、白金含有合金、金および金含有合金のいずれかである二次電池。
【請求項３】
請求項１において、
上記集電体が正極集電体である二次電池。
【請求項４】
請求項１において、
上記温度保護素子の素子部全体と上記リード電極の一部が、プラスチック板、金属板、プラスチック板の順に貼り合わせされた３層構造からなる外装フィルムにより包まれ封止されている二次電池。
【請求項５】
請求項４において、
上記温度保護素子の素子部と上記電解質に溶解しない金属とが他の金属を介して接合されている二次電池。
【請求項６】
請求項１において、
上記温度保護素子の素子部全体と上記リード電極の一部が、水分、ガスを通さない厚みのプラスチックフィルムにより包まれ封止されている二次電池。
【請求項７】
請求項６において、
上記温度保護素子の素子部と上記電解質に溶解しない金属とが他の金属を介して接合されている二次電池。
【請求項８】
外装ケース内に発電素子が収容された二次電池において、
上記発電素子の集電体に電気的に接続された温度保護素子が上記外装ケースの封止部に配置され、
上記温度保護素子が電解質に溶解しない金属で構成されたリード電極を有する二次電池。
【請求項９】
請求項８において、
上記電解質に溶解しない金属は、アルミニウム、アルミニウム含有合金、白金、白金含有合金、金および金含有合金のいずれかである二次電池。
【請求項１０】
請求項８において、
上記集電体が正極集電体である二次電池。
【請求項１１】
請求項８において、
上記温度保護素子の素子部全体と上記リード電極の一部が、プラスチック板、金属板、プラスチック板の順に貼り合わせされた３層構造からなる外装フィルムにより包まれ封止されている二次電池。
【請求項１２】
請求項８において、
上記温度保護素子の素子部全体と上記リード電極の一部が、水分、ガスを通さない厚みのプラスチックフィルムにより包まれ封止されている二次電池。
【請求項１３】
請求項８において、
上記温度保護素子の素子部と上記電解質に溶解しない金属とが他の金属を介して接合されている二次電池。
【請求項１４】
請求項８において、
上記温度保護素子の素子部全体と上記リード電極の一部が、上記外装ケースの封止板により挟まれている二次電池。
【請求項１５】
請求項８において、
上記温度保護素子のリード電極のうち、電解質と接触するリード電極のみ、上記電解質に溶解しない金属をリード電極材料に用いる二次電池。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５に記載の二次電池が内蔵されている電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、二次電池および電池パックに関し、特に、過電圧充電や発電部の異常などによる温度上昇に伴う破損を防止する二次電池および電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯用の電子機器などの電源として二次電池が用いられている。二次電池は、過充電や過放電、発電部の異常などにより温度が上昇すると、電池特性の低下を引き起こす。さらに温度が上昇すると発火や爆発等も考えられる。したがって、これら温度上昇に伴う不具合を解決するため、通常、電池パックには正特性サーミスタ（ＰＴＣ：Positive Temperature Coefficient）、温度ヒューズ、サーモスタットなどの温度保護素子が備えられている。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１には、電池パック内に二次電池、充放電電流を制御する半導体スイッチ、熱保護素子とを備え、熱保護素子と半導体スイッチとが熱的に結合された構造の電池パックが記載されている。この電池パックによれば、発熱に対する安全性の確保をコンパクト化して行うことができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１３５０９０号公報
【０００５】
また、特許文献２には、電池本体と電気的接続した基板との間に樹脂が充填成形され、基板上あるいは樹脂充填空間に熱感応素子が内装された構造を有する電池及び電池パックが記載されている。この電池及び電池パックによれば、電池保護機能や安全機能、温度検出による充電制御機能を備えた構成とすることができる。
【０００６】
【特許文献２】特開２００３−８６１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の温度保護素子を備えた電池パックの構造では、温度保護素子を二次電池の外部に配置していたため、二次電池の発熱を速やかに検出して早期に機能させることは困難であった。また、電池パックのケースの隙間から水分などが侵入し、温度保護素子が正常に働かなくなるという可能性があった。
【０００８】
そこで、温度保護素子を二次電池に配置することが考えられるが、以下のような問題があった。二次電池の内部は、電解液（質）が充填されているため、二次電池の内部に温度保護素子を配置すると、温度保護素子が電解液（質）で溶けるなどの不具合が生じる。
【０００９】
また、二次電池を過電圧充電時の１２０℃以上の温度上昇やガス噴出等の不具合を防止するためには、正極側に温度保護素子を付けた方が効果が大きいことが実験により確かめられている。これは、正極集電体に通常使用されるアルミニウム金属板の方が負極集電体に通常使用されるニッケル金属板よりも熱伝導率が高く、二次電池の内部の温度をより早く、効率的に伝えることができるためである。二次電池の温度上昇を防止するためには、二次電池温度が約９０℃〜１００℃になったときに、速やかに充電電流を遮断することが有効である。そうすれば、確実に１２０℃以上の温度上昇やガス噴出を防止することができる。
【００１０】
しかしながら、温度保護素子の両端の金属板、すなわちリード電極の材質は、通常ニッケルである。このため、例えば、温度保護素子をリチウムイオン二次電池の内部に配置する場合には、負極側にのみ付けることができる。温度保護素子のニッケル金属板を正極側に取り付けると、ニッケルが電解液（質）に溶け、発電に寄与する電極材料の劣化による放電容量の減少、自己放電による放電容量の減少を発生し、二次電池内部に不具合が発生してしまう。最悪の場合、ニッケル金属板が溶断し、充電電流と放電電流を流すことができなくなってしまう。
【００１１】
したがって、この発明の目的は、温度保護素子が温度上昇を速やかに検出して電流を遮断することができる、安全性が高い二次電池および電池パックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を達成するために、この発明は、外装ケース内に発電素子が収容された二次電池において、
発電素子の集電体に電気的に接続された温度保護素子が外装ケースの内部に配置され、
温度保護素子が電解質に溶解しない金属で構成されたリード電極を有する二次電池である。また、その二次電池が内蔵された電池パックである。
【００１３】
この発明は、外装ケース内に発電素子が収容された二次電池において、
発電素子の集電体に電気的に接続された温度保護素子が外装ケースの封止部に配置され、
温度保護素子が電解質に溶解しない金属で構成されたリード電極を有する二次電池である。また、その二次電池が内蔵された電池パックである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明に依れば、温度保護素子を外装ケースの内部に配置しているため、温度保護素子が温度上昇を速やかに検出して電流を遮断することができる。また、電解質に溶解しない金属を温度保護素子のリード電極材料としていることで、リード電極が電解質に接触しても溶解しないようにすることができる。
【００１５】
したがって、この発明では、温度保護素子が温度上昇を速やかに検出して電流を遮断することができる。また、過大電圧充電時などにおいても安全性を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
まず、この発明の実施形態について説明する前に、この発明の概略について図面を参照して説明する。なお、本明細書中の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。図１は、この発明に適用できる電池パックの一例の外観を示す。電池パック１の外側は、プラスチック等の材料からなる比較的固いケース２で構成されている。図１に示す例では、ケース２を上側ケースと下側ケースとで構成している。ケース２の材料がプラスチックである場合、例えば、上側ケースと下側ケースは、超音波溶接により接合される。
【００１７】
ケース２の表面には、外部端子Ｔ１およびＴ２が設けられている。電池パック１は、これら外部端子によって充放電が可能とされている。外部端子Ｔ１は、電池パック１の電池プラス端子であり、外部端子Ｔ２は、電池パック１の電池マイナス端子である。
【００１８】
図２は、電池パック１の内部構造を示す。上側ケースには、外部端子用の穴として開口部が設けられている。ケース２内には、二次電池３が収納されている。二次電池３は、リチウムイオン電池、リチウムポリマ電池、ニッケル水素電池、ニッカド電池、リチウム金属電池などである。また、二次電池３は、今後、開発される種類の二次電池でもよい。
【００１９】
二次電池３は、端子Ｔ３とＴ４の２つの外部端子を有する。端子Ｔ３は、二次電池３の正極と電気的に接続される。端子Ｔ４は、二次電池３の負極と電気的に接続される。したがって、端子Ｔ３とＴ４間に生じる電位差が二次電池３の出力電圧となる。
【００２０】
これら二次電池３の２つの端子は、開口部により、電池パック１の外部から直接電気的に接続可能とされている。したがって、この電池パック１では、二次電池３の外部端子がそのまま電池ケース１の外部端子となる。すなわち、端子Ｔ３、Ｔ４がそれぞれ、外部端子Ｔ１、Ｔ２に対応する。勿論、これら二次電池３の外部端子と電池パック１の外部端子とをそれぞれ別個に設け、電気配線によって、端子Ｔ３と外部端子Ｔ１、端子Ｔ４と外部端子Ｔ２とをそれぞれ電気的に接続する形態としてもよい。なお、電池パック１は、一例であり、その形状や構成は、図１および図２に示すものに限定されるものではない。例えば、電池パック１は、内部に二次電池３を複数内蔵する構成としても良いし、二次電池３の外部端子と電池パック１の外部端子との間に、二次電池３の制御等を行う回路を設けた構成としても良い。
【００２１】
図３は、電池パック１の回路ブロックの一例を示す。上述したように、電池パック１のケース２内には、二次電池３が内蔵されている。また、電池パック１には、二次電池３の端子Ｔ３と電気配線４により電気的に接続された、電池パック１の外部と内部とを電気的に接続する外部端子Ｔ１が設けられている。二次電池３の端子Ｔ４と電気配線５により電気的に接続された、電池パック１の外部と内部とを電気的に接続する外部端子Ｔ２が設けられている。
【００２２】
図３に示すように、二次電池３の内部には、温度保護器６が内蔵されている。温度保護器６は、温度ヒューズ、正特性サーミスタ（ＰＴＣ）、サーモスタットなどの温度保護素子で構成される。したがって、温度保護素子が二次電池３の電極材料と集電体に密接して配置されている。
【００２３】
温度ヒューズは、棒形状の低融点金属が高温時に溶断するものである。例えば、二次電池の温度ヒューズの溶断温度は、約９０℃、約１００℃、約１３０℃である。例えば温度ヒューズは、松下電子部品株式会社製のＥＹＰ２ＭＴ０９２である。
【００２４】
正特性サーミスタ（ＰＴＣ）は、グラファイト・金属粉等の導体と樹脂とが混ざった構造とされており、温度が高温になると、樹脂が膨張し、導体の接合密度が低くなって抵抗値が増大するものである。例えば、２３℃で２０ｍΩのものがＰＴＣの温度がトリップ温度以上の１３０℃になると、抵抗値が２０Ωと約１０００倍以上になる。ＰＴＣの抵抗値が上昇するトリップ温度は、約１００℃〜約１３０℃である。例えば、ＰＴＣは、タイコエレクトロニクス・レイケム製のＶＴＰ２１０Ｓである。
【００２５】
サーモスタットは、２種類の金属を張り合わせた金属の合板（バイメタル）とバネ性を有する金属板と２個のスイッチ接点とを有するスイッチ素子である。バイメタルとスイッチ接点が配置された金属板とは、接触している。１個のスイッチ接点が配置された金属板は、上下に動作するようになっている。１個のスイッチ接点は、固定部に配置されている。また、サーモスタットの種類によっては、バイメタルの上に１個のスイッチ接点が配置されているものがある。バイメタルが設定温度以上に変化したとき、バイメタルが逆方向に反り返る動作により、スイッチ接点が開放状態に切り替わりるものである。例えば、サーモスタットは、日本テキサス・インスツルメンツ株式会社製の１ＭＭである。
【００２６】
これら温度ヒューズ、正特性サーミスタ、サーモスタットとして、非常に小型のものが開発されており、二次電池３内に内蔵するのは比較的容易である。図４に示すように、温度保護素子と二次電池の発電部（電極材料を有する電極膜と集電体）とが、熱的に結合している。温度保護素子と二次電池３の発電部は、電気的接続のための金属板や電線により、熱が伝わるようになっている。
【００２７】
図５は、発電部と温度保護素子を含む二次電池３の回路の一例を示す。二次電池３の内部において、二次電池３の発電部１０の正側が温度保護素子７の電池側リード電極８と接続され、温度保護素子７の端子側リード電極９が端子Ｔ３と接続される。また、二次電池３の発電部１０の負側が二次電池３のリード電極１１により、端子Ｔ４と接続される。すなわち、この回路では、温度保護素子７が二次電池３の正極側に接続されている。このように、温度保護素子７を二次電池３の正極に電気的に接続することで、二次電池３の発電部１０の熱が温度保護素子７に伝わり易く、比較的、過電圧充電時の安全性を高めることができる。
【００２８】
図６は、二次電池３の回路の別の例を示す。二次電池３の内部において、二次電池３の発電部１０の正側が二次電池３のリード電極１２により、端子Ｔ３と接続される。また、二次電池３の発電部１０の負側が温度保護素子７の電池側リード電極１３と接続され、温度保護素子７の端子側リード電極１４が端子Ｔ４と接続される。すなわち、この回路では、温度保護素子７が二次電池３の負極側に接続されている。このように、温度保護素子７を二次電池３の負極に電気的に接続することも可能である。
【００２９】
以上説明したこの発明の概要を踏まえ、以下、この発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態では、温度保護素子７を正極側に接続した場合について説明する。
【００３０】
図７は、この発明の第１の実施形態による温度保護素子が配置された二次電池の断面構成の一例を示す。図７に示す二次電池３ａの発電素子部の構成は、二次電池３ａの外装ケース１５側から、正極集電体１６、セパレータ１９、負極集電体１７の順に捲回構造とされている。
【００３１】
正極集電体１６は、その両面に塗布された電極膜とで二次電池３ａの正極を構成する。正極集電体１６は、例えば、アルミニウム箔などの金属板で構成される。負極集電体１７は、その両面に塗布された電極膜とで二次電池３ｂの負極を構成する。負極集電体１７は、例えば、銅箔などの金属板で構成される。
【００３２】
セパレータ１９は、例えば、無数の小さな穴が開いた薄い多孔質プラスチックフィルムである。セパレータ１９は、二次電池３ａの正極と負極との間を電気的に絶縁すると共に、起電力を有するイオン化物質（分子）が正極と負極との間を自由に移動できるような構成とされている。
【００３３】
温度保護器６と正極集電体１６との間および電池負極側のリード電極１１の上下面には、それぞれ絶縁板１８が配置されている。
【００３４】
絶縁板１８の材質は、プラスチックまたは不織布である。プラスチックは、加熱すると変形するポリプロピレン・ポリエステル・ポリイミド・ポリアミド・ポリエチレン・ポリ塩化ビニル・ポリ塩化ビニリデンなどである。不織布は、ガラス繊維等である。絶縁板１８は、それぞれの上下層を絶縁している。
【００３５】
温度保護器６が電池素子の外側、すなわち外装ケース１５側に配置されている。温度保護器６の厚さは、例えば、約０．５ｍｍ〜１０ｍｍである。具体的には、約１ｍｍである。
【００３６】
温度保護器６は、二次電池３ａの温度異常を検出し、保護する働きを有する。すなわち、二次電池３ａが外部から物理的な損傷を受けるなどして、二次電池３ａが異常状態となり温度が上昇した場合、温度保護器６を構成する温度保護素子が溶断し、放電電流と充電電流を遮断する。また、二次電池３ａが定格を超える異常な電圧で充電され、二次電池３ａが異常発熱した場合、温度保護素子が溶断する。温度保護素子は、外装フィルムに包まれているため、温度保護素子に二次電池３ａの電解液（質）が付着し、故障することはない。
【００３７】
二次電池３ａは、温度保護素子を内蔵している以外は、一般的な二次電池の発電素子構成をしており、発電素子の構成は、図７に限ったものではない。例えば、図７に示す例では、正極集電体１６および負極集電体１７をほぼ１周しかしていないが、エネルギー密度を上げるため、それぞれ約３回以上巻いた構成としても良い。また、図７に示す捲回した構造の他に、積み重ねや折り曲げなどによって発電素子を構成することも可能である。また、発電素子を構成するこれら集電体等の層構成は、電池の種類、特性、目的などに応じて適宜決定されるものである。
【００３８】
図８は、温度保護素子７を内蔵する二次電池の断面構成の他の例を示す。図８に示す例では、温度保護器６、すなわち温度保護素子７を二次電池３ａの中央部に配置している。温度保護素子を二次電池３ａの中央部に配置することにより、二次電池３ａの発電部１０と温度保護素子の温度の結合がより強くなる。したがって、二次電池３ａが過電圧充電され、発熱した場合、より早く、温度保護素子が反応し、充電電流を遮断することができる。温度保護素子を二次電池３ａの中央部に配置している以外は、図７を参照して上述した説明と基本的な構成は同じであるため、ここでは説明を省略する。
【００３９】
図９は、この発明の第１の実施形態による二次電池の平面構成の一例を示す。二次電池３ａの中央付近には、温度保護素子７ａが配置されている。二次電池３ａの正極集電体１６と温度保護素子７ａの電池側リード電極８ａとが接合部２１において接合されている。温度保護素子７ａの端子側リード電極９ａの一部（突端）は、二次電池３ａの外装ケース１５の外部に突出している。この突出部が端子Ｔ３とされる。電池側リード電極８ａおよび端子側リード端子９ａは、金属板で構成されている。これら正極側の金属板の材料は、電解液（質）２０に溶解しない金属である。具体的には、アルミニウム、アルミニウム含有合金、白金、白金含有合金、金、金含有合金などである。このように、正極側の配線金属にアルミニウムなどの材料を用いることにより、配線金属が電解液（質）２０に反応し、溶解することを防止できる。
【００４０】
ここで、温度保護素子７ａとリード電極の詳細な構成について説明する。一般的に、電極の金属板は、ニッケルが使用される。これは、ニッケルが電気抵抗溶接性に優れており、温度保護素子の素子部に直接接合できるためである。しかしながら、ニッケルは、電解液（質）２０に溶解するため、本発明では、電解液（質）２０と直接接触するリード電極の材質をニッケルではなく電解液（質）２０に溶解しないアルミニウムなどとしている。これにより、電池内部の正極に温度保護素子７ａを接続することを可能としている。
【００４１】
図１０は、温度保護素子７ａとして適用できる正特性サーミスタ（ＰＴＣ）の構成の一例を示す。図１０Ａは、正特性サーミスタ（ＰＴＣ）の平面構成であり、図１０Ｂは、その断面構成である。なお、理解を容易とするため、図１０に示す温度保護素子７ａは、リード電極８ａおよび９ａをＬ字形ではなく長方形、すなわち一直線で構成している。
【００４２】
図１０に示す例では、ＰＴＣの素子部に直接、アルミニウムからなるリード電極８ａおよび９ａを接合している。ＰＴＣの素子部に、直接アルミニウムを接合するため、素子部の表面に、薄いニッケルメッキまたは金メッキ等の加工をしておく必要がある。
【００４３】
金メッキの場合、例えば、以下のいずれか１つの方法を用いる。
（１）電解メッキ  ：電気を印加しながら、薬液に浸す。
（２）無電解メッキ：電気を印加しないで、薬液に浸す。
（３）真空蒸着    ：真空中に配置し、金属を気化させる。
【００４４】
また、ＰＴＣの素子部と金属板（リード電極８ａおよび９ａ）の結合は、例えば、下記のいずれか１つの方法を用いる。
（１）半田付け    ：薄い低融点金属（半田）を配置し、加熱する。
（２）加熱・加圧  ：加熱しながら、加圧する。
（３）導電性接着剤：接合部に導電性接着剤を塗布し、接着する。
（４）超音波溶接  ：溶接部を上・下から押さえ、超音波の横振動を加え、固層結合する。
（５）電気抵抗溶接：大きな電流を流して、高温に加熱して、溶接する。
【００４５】
図１１は、温度保護素子７ａとして適用できる正特性サーミスタ（ＰＴＣ）の構成の他の例を示す。図１１Ａは、正特性サーミスタ（ＰＴＣ）の平面構成であり、図１１Ｂは、その断面構成である。なお、理解を容易とするため、図１１に示す温度保護素子７ａは、リード電極８ａおよび９ａをＬ字形ではなく長方形、すなわち一直線で構成している。
【００４６】
図１１に示す例では、ニッケル板を介して電極の金属板をＰＴＣの素子部に接合している。すなわちアルミニウムからなるリード電極８ａおよび９ａがそれぞれニッケル板３０および３１を介して温度保護素子７ａの素子部に接合されている。ＰＴＣ素子（ポリマ素子）部は、ポリマ樹脂とグラファイトを混合したものである。ＰＣＴは、高温時に膨張したポリマ樹脂により、導電性のグラファイトの結合が疎になり、電気抵抗が約１００倍以上に上昇し、充電電流を小さくする働きを持つ。
【００４７】
一般的に、ＰＴＣ素子部の表面には、ニッケルが結合されている。ＰＴＣ素子部の凹凸の表面には、ニッケルがクサビ形状に入り込んでいる。より具体的には、ＰＴＣのポリマ素子部には、薄いニッケル板が貼り付けられている。薄いニッケル板の面積は、ポリマ素子とほぼ同じである。この薄いニッケル板とポリマ素子には凹凸があり、薄いニッケル板とポリマ素子は、アンカー効果により強く結合している。ポリマ素子と金属板とを結合する場合、ニッケルが最も適している。ニッケルは、表面が酸化し難く、ポリマ素子と結合し易い特徴があるからである。
【００４８】
薄いニッケル板とポリマ素子とは、例えば、下記の製造方法により結合される。
（１）高い圧力（固層結合）：金属板とポリマ素子を重ね、高い圧力と高い温度を加える。
（２）導電性接着剤      ：導電性接着剤を塗布し、金属板とポリマ素子を重ね、圧力を加える。
（３）メッキ            ：ポリマ素子の表面に真空蒸着により、メッキする。
【００４９】
したがって、電気的に、機械強度的に、ＰＴＣ素子部とニッケル板３０および３１が強く結合している。薄いニッケル板の上には、それぞれアルミニウム板が貼り付けてある。すなわち、ニッケル板３０および３１のそれぞれとアルミニウムからなるリード電極８ａおよび９ａが結合している。
【００５０】
このＰＴＣの製造方法は、例えば下記の２通りである。
（１）最初にＰＴＣ素子とニッケル板とを接合した後、ニッケル板とアルミニウム板とを接合する。
（２）最初にニッケル板とアルミニウム板とを接合した後、ＰＴＣ素子とニッケル板とを接合する。
【００５１】
ここで、（２）の製造方法の場合、圧延の製造方法により製造された複合金属板、所謂クラッド材を用いることができる。
【００５２】
ニッケル板とアルミニウム板の接合方法は、例えば、下記のいずれか１つである。
（１）圧延方法          ：２枚の金属板を重ね、ローラ等で、強い圧力を加えながら、薄く引き伸ばす。このような複合金属板を一般的に、クラッド材と呼ぶ。
（２）高い圧力（固層結合）：２枚の金属板を重ね、高い圧力と高い温度を加える。
（３）導電性接着剤      ：導電性接着剤を塗布し、２枚の金属板を重ね、圧力を加える。
（４）抵抗溶接          ：２枚の金属板を重ね、下に金属ブロックの上に置き、上から、２本の電極棒を押し当て、電圧を印加し、大きな電流を流す。
（５）半田付け          ：薄い低融点金属（半田）を配置し、加熱する。
【００５３】
アルミニウム板の面積は、ニッケル板よりも大きく、片側に伸びている。これにより、温度保護素子７ａのリード電極をなしている。以上のことから、温度保護素子７ａの素子部とアルミニウム板などからなる金属材料とをニッケル板などの他の金属材料を介して接合することで、電極の金属板が電解液（質）に溶けず、且つポリマ素子と電極との良好な結合を可能とする。
【００５４】
図１２は、温度保護素子７ａとして適用できる正特性サーミスタ（ＰＴＣ）の構成の他の例を示す。図１２Ａは、正特性サーミスタ（ＰＴＣ）の平面構成であり、図１２Ｂは、その断面構成である。なお、理解を容易とするため、図１２に示す温度保護素子７ａは、リード電極８ａおよび９ａをＬ字形ではなく長方形、すなわち一直線で構成している。
【００５５】
図１２に示す例では、電極の金属板が導電性接着剤を介して、ＰＴＣ素子部に接合されている。すなわちアルミニウムからなるリード電極８ａおよび９ａがそれぞれ導電性を有する接着剤３２および３３を介して温度保護素子７ａの素子部に接合されている。
【００５６】
図１３は、温度保護素子７ａとして適用できる正特性サーミスタ（ＰＴＣ）の構成の他の例を示す。図１３Ａは、正特性サーミスタ（ＰＴＣ）の平面構成であり、図１３Ｂは、その断面構成である。なお、理解を容易とするため、図１３に示す温度保護素子７ａは、リード電極８ａおよび９ａをＬ字形ではなく長方形、すなわち一直線で構成している。
【００５７】
図１３に示す例では、電極の金属板がニッケル板を介して、ＰＴＣ素子部に接合されている。すなわちアルミニウムからなるリード電極８ａおよび９ａがそれぞれニッケル板３４および３５を介して温度保護素子７ａの素子部に接合されている。この例では、図１３Ｂに示すように、ニッケル板の内側に、アルミニウム板を接合している。すなわち、ニッケル板３４の同一面に温度保護素子７ａの素子部とリード電極８ａを接合している。また、ニッケル板３５の同一面に温度保護素子７ａの素子部とリード電極９ａを接合している。
【００５８】
図１１に示したような、アルミニウム板をニッケル板の外側に接合した場合、２枚のアルミニウム板の厚さの分だけ、温度保護素子の全体の外形寸法が大きくなるが、この図１３に示す例では、温度保護素子７ａの全体の外形寸法を小さくすることができる。以上のように、温度保護素子７ａのリード電極をアルミニウム板などのニッケル板以外の材料で構成することができる。なお、ＰＴＣ以外の温度保護素子７ａに適用可能な温度ヒューズやサーモスタットなどの素子でも同様に構成することができる。
【００５９】
図９に示す、二次電池３ａの負極集電体１７と二次電池３ａのリード電極１１とが接合部２２において接合されている。二次電池３ａのリード電極１１の一部（突端）は、二次電池３ａの外装ケース１５の外部に突出している。この突出部が端子Ｔ４とされる。リード電極１１は、金属板で構成されている。この負極側の金属板の材料は、ニッケルなどである。
【００６０】
したがって、二次電池３ａの正極集電体１６に温度保護素子７の電極の金属板が接合されており、二次電池３ａの負極集電体１７に二次電池３ａの電極の金属板が接合されている。これら接合は、例えば下記（１）〜（５）のいずれかの方法で行われる。
（１）電気抵抗溶接：接合部に大きな電流を流して、高温に加熱して、溶接する。
（２）超音波溶接  ：接合部を上と下から押さえ、超音波の横振動を加え、固層結合する。
（３）導電性接着剤：接合部に導電性接着剤を塗布し、接着する。
（４）加熱・加圧  ：接合部を加熱しながら、加圧する。
（５）半田付け    ：接合部に薄い低融点金属（半田）を配置し、加熱する。
【００６１】
これら接合方法として、通常は、超音波溶接や電気抵抗溶接が用いられる。
【００６２】
温度保護素子７ａの素子部全体および金属板（リード電極８ａおよび９ａ）の根元、すなわち温度保護素子７ａ側の一部は、金属ラミネートなどからなる外装フィルム２３ａに包まれ封止されている。外装フィルム２３ａは、１枚の薄い金属板、例えば金属箔と２枚のプラスチック板、例えばプラスチックフィルムを重ねて、貼り合わせた構造とされている。内層が、金属板であり、外層がプラスチック板である。すなわち、外装フィルム２３ａは、プラスチック板、金属板、プラスチック板の順に貼り合わされた３層構造を有する。金属箔の材質は、アルミニウムまたは銅などである。外装フィルム２３ａの厚さは、例えば、１０ｕｍ〜１ｍｍである。外装フィルム２３ａは、電解液（質）２０や電解液（質）２０の気化したものを通さない、すなわち水分、ガスを通さない、比較的厚みのあるプラスチックフィルムで構成しても良い。
【００６３】
外装フィルム２３ａと金属板が重なっている部分において、金属板の上と下には、封止板が配置されている。すなわち、リード電極８ａと外装フィルム２３ａが直接接しないように、外装フィルム２３ａのリード電極８ａが突出している開口部付近において、リード電極８ａの上下面に封止板２４ａが配置されている。リード電極９ａと外装フィルム２３ａが直接接しないように、外装フィルム２３ａのリード電極９ａが突出している開口部付近において、リード電極９ａの上下面に封止板２５ａが配置されている。したがって、外装フィルム２３ａと金属板とが重なっている部分の断面は、アルミラミネートフィルムなどの外装フィルム材料−プラスチック板などの封止板−金属板−プラスチック板などの封止板−アルミラミネートフィルムなどの外装フィルム材料となっている。
【００６４】
したがって、金属板（リード電極８ａおよび９ａ）と外装フィルム２３ａとの間に、封止板２４ａおよび２５ａが配置されている。封止板２４ａおよび２５ａは、例えば、薄いプラスチックフィルムで構成されている。この封止用プラスチックフィルムの厚さは、例えば、約０．１ｍｍである。プラスチックフィルムの材質は、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリイミド、ポリアミド・ポリ塩化ビニル・ポリ塩化ビニリデンなどである。一般的に、リチウムイオンポリマ電池の封止部の正極・負極の金属板は、ポリプロピレンの板で挟まれている。
【００６５】
製造工程において、外装フィルム２３ａの貼り合わせた周囲部は、加熱しながら、加圧され、完全に封止される。このとき、封止板２４ａおよび２５ａも過熱・加圧され、強固に固着される。この封止板２４ａおよび２５ａは、金属板（リード電極８ａおよび９ａ）の形状に合わせて、変形し、密着するため、空気の隙間がない。
【００６６】
これら封止板２４ａおよび２５ａは、電解液（質）２０が温度保護素子７ａの配置された内部に侵入することを防止する。また、封止板２４ａおよび２５ａは、外部からストレスが加わったときに外装フィルム２３ａが破れることを防止する。また、金属板（リード電極８ａおよび９ａ）の上下が剥がれて空気層が発生し、密着性・気密性がなくなることを防止する。
【００６７】
図１４は、外装フィルム２３ａ付近を拡大したものであり、図１５は、その断面を示す。温度保護素子７ａの電極の金属板、すなわちリード電極８ａと９ａとがＬ字形に配置されている。上述したように、温度保護素子７ａは、金属ラミネートフィルムなどからなる外装フィルム２３ａに包まれており、金属板（リード電極８ａおよび９ａ）の根元、すなわち温度保護素子７ａ側の一部には、２枚の封止板（封止板２４ａおよび２５ａ）がそれぞれ配置されている。
【００６８】
外装フィルム２３ａは、例えば、図１４に示すように、下部を折り目にして、折り重ね、温度保護素子７ａの素子部を包み、金属板（リード電極８ａおよび９ａ）と封止板（封止板２４ａおよび２５ａ）を挟み、加熱しながら、加圧して形成する。この製造工程により、外装フィルム２３ａの周囲部が完全に密着し、密封される。また、金属板（リード電極８ａおよび９ａ）の端部は、変形した２枚の封止板（封止板２４ａおよび２５ａ）が溶着し、隙間を塞いでいる。これは、カレー等のレトルト食品の金属ラミネートフィルムと似た構造である。
【００６９】
図１５に示すように、外装フィルム２３ａの右側部は、２枚の金属ラミネートフィルムが溶着している。図示しないが、図１５に示す外装フィルム２３の手前部分も２枚の金属ラミネートフィルムが溶着している。
【００７０】
図９に示す外装ケース１５は、金属板または薄い複合板（ラミネート）で構成されている。例えば、一般的な角形電池であれば鉄合金が使用され、ポリマ電池ならばアルミニウムが使用される。
【００７１】
外装ケース１５の上部、すなわち端子Ｔ３、Ｔ４側の金属板（リード電極９ａおよび１１）の部分は、外装ケース−封止板−金属板−封止板−外装ケースの順に接合され、加熱、加圧されている。すなわち、リード電極９ａと外装ケース１５が直接接しないように、外装ケース１５のリード電極９ａが突出している開口部付近において、リード電極９ａの上下面に封止板２６が配置されている。リード電極１１と外装ケース１５が直接接しないように、外装ケース１５のリード電極１１が突出している開口部付近において、リード電極１１の上下面に封止板２７が配置されている。これにより、二次電池３ａの上部にある開口部を封止し、二次電池３ａの内部と外部を遮断している。また、金属板（リード電極９ａおよび１１）と外装ケース１５間を電気的に絶縁している。
【００７２】
したがって、二次電池３ａの外装ケース１５と金属板（リード電極９ａおよび１１）との間には、上述した外装フィルム２３ａと金属板（リード電極８ａおよび９ａ）との間と同様に、封止板２６、２７が配置されている。これら封止板２６、２７の材質と働きは、上述した外装フィルム２３ａと金属板（リード電極８ａおよび９ａ）との間の封止板２４ａ、２５ａと同様である。封止板２６、２７は、金属板（リード電極８ａおよび９ａ）に密着していて、二次電池３ａの外部からの水分の侵入と内部の電解液（質）２０の流出を防止している。
【００７３】
以上説明したように、この発明の第１の実施形態による二次電池３ａおよび二次電池３ａを内蔵する電池パックによれば、以下のような効果を有する。
【００７４】
温度保護素子７ａのリード電極８ａおよび９ａがアルミニウムなど、電解液（質）２０に影響されにくい材料で構成されているので、二次電池３ａの外装ケース１５の内部に温度保護素子７ａを内蔵しても、温度保護素子７ａのリード電極８ａおよび９ａが電解液（質）２０に溶解することを防止できる。また、温度保護素子７ａを二次電池３ａの外装ケース１５の内部に備えているため、過大電圧充電時の安全性をより高くすることができる。
【００７５】
また、温度保護素子７ａを外装フィルム２３ａで包み、温度保護素子７ａと外部とを接続する金属板（リード電極８ａおよび９ａ）の開口部を封止し、外装フィルム２３ａ内を密閉構造としていることにより、温度保護素子７ａを二次電池３ａの外装ケース１５内に内蔵しても、外装フィルム２３ａ内への二次電池３ａの電解液（質）２０の流入を防ぐことができる。また、二次電池３ａの外部からの水分が温度保護素子７ａに接触することを防止できる。したがって、温度保護素子７ａをより確実に動作させることができる。
【００７６】
次に、この発明の第２の実施形態による二次電池について説明する。第１の実施形態による二次電池３ａは、二次電池３ａの外装ケース１５の内部に温度保護素子を配置したが、以下の実施形態は、外装ケース１５を封止した際に形成されるテラス形状を有するシール部に配置するものである。なお、第２の実施形態による二次電池の特徴と直接関係ない第１の実施形態で説明したものと同一の符号を付した構成要素および電池断面の構成については、ここでは説明を省略する。
【００７７】
図１６は、この発明の第２の実施形態による二次電池の平面構成の一例を示す。温度保護素子７ｂが二次電池３ｂの上部、すなわち端子Ｔ３およびＴ４側の外装フィルム１５の封止部（シール部）に配置されている。温度保護素子７ｂが配置されている部分と負極外部端子である端子Ｔ４の金属板、すなわちリード電極１１の上下面に配置されている封止板２７の部分において、二次電池３ｂの外装フィルム１５が過熱と加圧により、溶着されている。なお、温度保護素子７ｂの素子部とリード電極の構造は、上述した第１の実施形態における温度保護素子７ａと同様であり、ここでは、説明を省略する。
【００７８】
二次電池３ｂの正極集電体１６と温度保護素子ｂ７の電極である金属板（リード電極８ｂ）とが、接続部２１において接合されている。この正極側の金属板の材料は、電解液（質）２０に溶解しない金属である。具体的には、アルミニウム、アルミニウム含有合金、白金、白金含有合金、金、金含有合金などである。温度保護素子７ｂの他方の金属板、すなわちリード電極９ｂの一部は、二次電池３ｂの外装ケース１５の外部に突出している。この外部正極電極の金属板の材料は、ニッケルなどである。この外部正極電極の金属板は、電解液（質）２０から隔離されているため、ニッケルにしても問題ない。勿論、リード電極８ｂと同じアルミニウム、アルミニウム含有合金、白金、白金含有合金、金、金含有合金などの電解液（質）２０に溶解しない金属や鉄、鉄合金などの金属を材料としても良い。
【００７９】
二次電池３ｂの負極集電体１７と二次電池３ｂの電極の金属板（リード電極１１）とが、接続部２２において接合されている。この負極側の金属板の材料は、ニッケルなどである。上述した第１の実施形態による二次電池３ａと同様、二次電池３ｂの温度保護素子７ｂの素子部全体と、リード電極８ｂおよび９ｂの根元、すなわち温度保護素子７ｂ側の一部は、外装フィルム２３ｂに包まれている。また、外装フィルム２３ｂと金属板が重なっている部分において、金属板の上と下には、封止板２４ｂおよび２５ｂが配置されている。外装フィルム２３ｂは、上述した第１の実施形態における外装フィルム２３ａと同様の材料で構成されている。なお、封止板２５ｂは、外装ケース１５の封止板（第１の実施形態における封止板２６）も兼ねている。
【００８０】
図１７は、外装フィルム２３付近を拡大したものであり、図１８は、その断面を示す。温度保護素子７ｂの電極の金属板、すなわちリード電極８ｂと９ｂとが一直線に長方形状に配置されている。温度保護素子７ｂは、金属ラミネートフィルムなどからなる外装フィルム２３ｂに包まれており、金属板（リード電極８ｂおよび９ｂ）の根元、すなわち温度保護素子７ｂ側の一部には、２枚の封止板（封止板２４ｂおよび２５ｂ）がそれぞれ配置されている。
【００８１】
以上説明したように、この発明の第２の実施形態による二次電池３ｂおよび二次電池３ｂを内蔵する電池パックによれば、以下のような効果を有する。
【００８２】
温度保護素子７ｂをシール部に配置し、さらに、外装フィルム２３ｂで包んでいることで、温度保護素子７ｂは、２重に保護されるため、温度保護素子７ｂのリード電極９ｂを二次電池３ｂの電解液（質）２０から完全に隔離することができる。これにより、正極の外部電極の金属板（リード電極９ｂ）の材料を、ニッケルにすることができる。ニッケルは、アルミニウムよりも引っ張り強度が強い。また、電気抵抗溶接性が良好である。したがって、信頼性の高い電極の二次電池とすることができる。
【００８３】
また、温度保護素子７ｂのリード電極８ｂがアルミニウムなど、電解液（質）２０に影響されにくい材料で構成されているので、二次電池３ｂの外装ケース１５の内部にリード電極８ｂを配置しても、リード電極８ｂが電解液（質）２０に溶解することを防止できる。また、温度保護素子７ｂを二次電池３ｂの外装ケース１５の封止部内に備えているため、過大電圧充電時の安全性をより高くすることができる。
【００８４】
また、温度保護素子７ｂを外装フィルム２３ｂで包み、温度保護素子７ｂと外部とを接続する金属板（リード電極８ｂおよび９ｂ）の開口部を封止し、外装フィルム２３ｂ内を密閉構造としていることにより、温度保護素子７ｂを二次電池３ｂの外装ケース１５の封止部に内蔵しても、外装フィルム２３ｂ内への二次電池３ｂの電解液（質）２０の流入を防ぐことができる。また、二次電池３ｂの外部からの水分が温度保護素子７ｂに接触することを防止できる。したがって、温度保護素子７ｂをより確実に動作させることができる。
【００８５】
次に、この発明の第３の実施形態による二次電池について説明する。なお、第３の実施形態による二次電池の特徴と直接関係ない第１の実施形態で説明したものと同一の符号を付した構成要素および電池断面の構成については、ここでは説明を省略する。
【００８６】
図１９は、この発明の第３の実施形態による二次電池の平面構成の一例を示す。二次電池３ｃは、第２の実施形態における二次電池３ｂと同様、温度保護素子７ｃが二次電池３ｃの上部の外装ケース１５の封止部（シール部）に配置されている。すなわち、温度保護素子７ｃが配置されている部分と負極外部端子である端子Ｔ４の金属板、すなわちリード電極１１の上下面に配置されている封止板２７の部分において、二次電池３ｃの外装フィルム１５が過熱と加圧により、溶着されている。なお、温度保護素子７ｃの素子部とリード電極の構造は、上述した第１の実施形態における温度保護素子７ａと同様であり、ここでは、説明を省略する。
【００８７】
二次電池３ｃの正極集電体１６と温度保護素子７ｃの電極である金属板（リード電極８ｃ）とが、接続部２１において接合されている。この正極側の金属板の材料は、電解液（質）２０に溶解しない金属である。具体的には、アルミニウム、アルミニウム含有合金、白金、白金含有合金、金、金含有合金などである。温度保護素子７ｃの他方の金属板、すなわちリード電極９ｃの一部は、二次電池３ｃの外装ケース１５の外部に突出している。この外部正極電極の金属板の材料は、ニッケルなどである。この外部正極電極の金属板は、電解液（質）２０から隔離されているため、ニッケルにしても問題ない。勿論、リード電極８ｃと同じアルミニウム、アルミニウム含有合金、白金、白金含有合金、金、金含有合金などの電解液（質）２０に溶解しない金属や鉄、鉄合金などの金属を材料としても良い。
【００８８】
二次電池３ｃの負極集電体１７と二次電池３ｃの電極の金属板（リード電極１１）とが、接続部２２において接合されている。この負極側の金属板の材料は、ニッケルなどである。
【００８９】
二次電池３ｃは、上述した第２の実施形態での二次電池３ｂと比較して、温度保護素子７ｂの外装フィルム２３ｂが省略された構造とされている。１枚の封止板２９ｃが、温度保護素子７ｃの素子部と２個の金属板（リード電極８ｃおよび９ｃ）の一部の上に配置されている。また、１枚の封止板２９ｃが、温度保護素子７ｃの素子部と２個の金属板（リード電極８ｃおよび９ｃ）の一部の下に配置されている。したがって、外装ケース１５の封止板によって、温度保護素子７ｃの素子部全体と金属板（リード電極８ｃおよび９ｃ）の根元、すなわち温度保護素子７ｃ側の一部が挟まれた構成とされている。このように、温度保護素子７ｃの素子部の上と下に、封止板２９ｃが配置されることにより、温度保護素子７ｃ、リード電極８ｃおよび９ｃと二次電池３ｃの外装フィルム１５との電気的な絶縁を確保している。
【００９０】
以上説明したように、この発明の第３の実施形態による二次電池３ｃおよび二次電池３ｃを内蔵する電池パックによれば、以下のような効果を有する。
【００９１】
第２の実施形態による二次電池３ｂと比較して、温度保護素子を包む外装フィルム２３ｂが省略されているため、より安価に製造することができる。
【００９２】
また、温度保護素子７ｃをシール部に配置していることで、温度保護素子７ｃのリード電極９ｃを二次電池３ｃの電解液（質）２０から隔離することができる。これにより、正極の外部電極の金属板（リード電極９ｃ）の材料を、ニッケルにすることができる。すなわち、温度保護素子７ｃのリード電極８ｃおよび９ｃのうち、電解液（質）２０と接触するリード電極８ｃのみ、アルミニウムなどニッケル以外の金属とすれば良い。ニッケルは、アルミニウムよりも引っ張り強度が強い。また、電気抵抗溶接性が良好である。したがって、信頼性の高い電極の二次電池とすることができる。
【００９３】
また、温度保護素子７ｃのリード電極８ｃがアルミニウムなど、電解液（質）２０に影響されにくい材料で構成されているので、二次電池３ｃの外装ケース１５の内部にリード電極８ｃを配置しても、リード電極８ｃが電解液（質）２０に溶解することを防止できる。また、温度保護素子７ｃを二次電池３ｃの外装ケース１５の封止部内に備えているため、過大電圧充電時の安全性をより高くすることができる。
【００９４】
また、温度保護素子７ｃとリード電極８ｃおよび９ｃの一部の上下面に封止板２９ｃを設けていることにより、接合部２８内への二次電池３ｃの電解液（質）２０の流入を防ぐことができ、二次電池３ｃの外部からの水分が温度保護素子７ｃに接触することを防止できるとともに、温度保護素子７ｃ、リード電極８ｃおよび９ｃと二次電池３ｃの外装ケース１５との電気的な絶縁を確保することができる。したがって、温度保護素子７ｃをより確実に動作させることができる。
【００９５】
次に、この発明の第４の実施形態による二次電池について説明する。なお、第４の実施形態による二次電池の特徴と直接関係ない第１の実施形態で説明したものと同一の符号を付した構成要素および電池断面の構成については、ここでは説明を省略する。
【００９６】
図２０は、この発明の第４の実施形態による二次電池の平面構成の一例を示す。二次電池３ｄは、第３の実施形態における二次電池３ｃと同様、温度保護素子７ｄが二次電池３ｄの上部の外装ケース１５の封止部（シール部）に配置されている。すなわち、温度保護素子７ｄが配置されている部分と負極外部端子である端子Ｔ４の金属板、すなわちリード電極１１の上下面に配置されている封止板２７の部分において、二次電池３ｄの外装ケース１５が過熱と加圧により、溶着されている。なお、温度保護素子７ｄの素子部とリード電極の構造は、上述した第１の実施形態における温度保護素子７ａと同様であり、ここでは、説明を省略する。
【００９７】
二次電池３ｄの正極集電体１６と温度保護素子７ｄの電極である金属板（リード電極８ｄ）とが、接続部２１において接合されている。この正極側の金属板の材料は、電解液（質）２０に溶解しない金属である。具体的には、アルミニウム、アルミニウム含有合金、白金、白金含有合金、金、金含有合金などである。温度保護素子７ｄの他方の金属板、すなわちリード電極９ｄの一部は、二次電池３ｄの外装ケース１５の外部に突出している。この外部正極電極の金属板の材料は、ニッケルなどである。この外部正極電極の金属板は、電解液（質）２０から隔離されているため、ニッケルにしても問題ない。勿論、リード電極８と同じアルミニウム、アルミニウム含有合金、白金、白金含有合金、金、金含有合金などの電解液（質）２０に溶解しない金属や鉄、鉄合金などの金属を材料としても良い。
【００９８】
二次電池３ｄの負極集電体１７と二次電池３ｄの電極の金属板（リード電極１１）とが、接続部２２において接合されている。この負極側の金属板の材料は、ニッケルなどである。
【００９９】
二次電池３ｄは、上述した第２の実施形態での二次電池３ｂと比較して、温度保護素子７ｂの外装フィルム２３ｂが省略された構造とされている。リード電極９ｄが外装ケース１５の封止部から出るように温度保護素子７ｄが配置されている。すなわち、温度保護素子７ｄの素子部の一部または端部が外装ケース１５の封止部から突出するように温度保護素子７ｄを配置している。１枚の封止板２９ｄが、温度保護素子７ｄの素子部と下側の金属板（リード電極８ｄ）の一部の上に配置されている。また、１枚の封止板２９ｄが、温度保護素子７ｄの素子部と下側の金属板（リード電極８ｄ）の一部の下に配置されている。したがって、外装ケース１５の封止板によって、温度保護素子７ｄの素子部全体と金属板（リード電極８ｄ）の根元、すなわち温度保護素子７ｄ側の一部が挟まれた構成とされている。このように、温度保護素子７ｄの素子部の上と下に、封止板２９ｄが配置されることにより、温度保護素子７ｄ、リード電極８ｄおよび９ｄと二次電池３ｄの外装ケース１５との電気的な絶縁を確保している。
【０１００】
温度保護素子７ｄは、二次電池３ｄの金属ラミネートフィルムなどからなる外装ケース１５に覆われているため、二次電池３ｄの発電部１０の温度は、外装ケース１５を介しても伝わる。このため、二次電池３ｄの発電部１０と温度保護素子７ｄの温度の結合が強い。
【０１０１】
以上説明したように、この発明の第４の実施形態による二次電池３ｄおよび二次電池３ｄを内蔵する電池パックによれば、以下のような効果を有する。
【０１０２】
第３の実施形態による二次電池３ｃと比較して、外装ケース１５が小型になるため、より安価に製造できる。また、二次電池３ｄ全体の外形寸法が小型になる。
【０１０３】
第２の実施形態による二次電池３ｂと比較して、温度保護素子を包む外装フィルム２３ｂが省略されているため、より安価に製造することができる。
【０１０４】
また、温度保護素子７ｄをシール部に配置していることで、温度保護素子７ｄのリード電極９ｄを二次電池３ｄの電解液（質）２０から隔離することができる。これにより、正極の外部電極の金属板（リード電極９ｄ）の材料を、ニッケルにすることができる。すなわち、温度保護素子７ｄのリード電極８ｄおよび９ｄのうち、電解液（質）２０と接触するリード電極８ｄのみ、アルミニウムなどニッケル以外の金属とすれば良い。ニッケルは、アルミニウムよりも引っ張り強度が強い。また、電気抵抗溶接性が良好である。したがって、信頼性の高い電極の二次電池とすることができる。
【０１０５】
また、温度保護素子７ｄのリード電極８ｄがアルミニウムなど、電解液（質）２０に影響されにくい材料で構成されているので、二次電池３ｄの外装ケース１５の内部にリード電極８ｄを配置しても、リード電極８ｄが電解液（質）２０に溶解することを防止できる。また、温度保護素子７ｄを二次電池３ｄの外装ケース１５の封止部内に備えているため、過大電圧充電時の安全性をより高くすることができる。
【０１０６】
また、リード電極９ｄが外装ケース１５の封止部から出るように温度保護素子７ｄを配置し、温度保護素子７ｄとリード電極８ｄの一部の上下面に封止板２９ｄを設けていることにより、接合部２８内への二次電池３ｄの電解液（質）２０の流入を防ぐことができ、二次電池３ｄの外部からの水分が温度保護素子７ｄに接触することを防止できるとともに、温度保護素子７ｄ、リード電極８ｄおよび９ｄと二次電池３ｄの外装ケース１５との電気的な絶縁を確保することができる。したがって、温度保護素子７ｄをより確実に動作させることができる。
【０１０７】
この発明は、上述したこの発明の実施形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述した第１の実施形態では、温度保護素子のリード電極をＬ字形とし、第２〜第４の実施形態では、リード電極を一直線の長方形として説明したが、温度保護素子のリード電極は、これら形状に限定されるものではない。図２１は、Ｕ字形のリード電極構成の温度保護素子の構成の一例であり、図２２は、その断面を示す。
【０１０８】
温度保護素子７ｅの電極の金属板、すなわちリード電極８ｅと９ｅとが同じ方向に配置されており、Ｕ字形をなしている。温度保護素子７ｅは、金属ラミネートフィルムなどからなる外装フィルム２３ｅおよび／または外装ケース１５に包まれており、金属板（リード電極８ｅおよび９ｅ）の根元、すなわち温度保護素子７ｅ側の一部には、２枚の封止板（封止板２４ｅおよび２５ｅ）がそれぞれ配置されている。リード電極８ｅおよび９ｅ、外装フィルム２３ｅは、それぞれ、上述した第１の実施形態におけるリード電極８ａおよび９ａ、外装フィルム２３ａと同様の材料で構成される。また、温度保護素子７ｅの素子部とリード電極の構造は、上述した第１の実施形態における温度保護素子７ａと同様であり、ここでは、説明を省略する。
【０１０９】
このように、本発明では、製造する二次電池に適した形状の温度保護素子を使用することが好ましい。これにより、二次電池および電池パックの小型化、軽量化および製造コストの削減などが実現できる。
【０１１０】
また、上述した実施形態では、二次電池および温度保護素子のリード電極を金属板として説明したが、リード電極は、板状の金属に限らず、棒状などリード電極として用いることができる他の形状、導電体であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】この発明に適用できる電池パックの一例の外観を示す略線図である。
【図２】電池パックの内部構造を示す略線図である。
【図３】電池パックの回路ブロックの一例を示す略線図である。
【図４】温度保護素子と二次電池の発電部の結合を説明するための略線図である。
【図５】発電部と温度保護素子を含む二次電池の回路の一例を示す略線図である。
【図６】二次電池の回路の別の例を示す略線図である。
【図７】この発明の第１の実施形態による温度保護素子が配置された二次電池の断面構成の一例を示す略線図である。
【図８】温度保護素子を内蔵する二次電池の断面構成の他の例を示す略線図である。
【図９】この発明の第１の実施形態による二次電池の平面構成の一例を示す略線図である。
【図１０】温度保護素子として適用できる正特性サーミスタ（ＰＴＣ）の構成の一例を示す略線図である。
【図１１】温度保護素子として適用できる正特性サーミスタ（ＰＴＣ）の構成の他の例を示す略線図である。
【図１２】温度保護素子として適用できる正特性サーミスタ（ＰＴＣ）の構成の他の例を示す略線図である。
【図１３】温度保護素子として適用できる正特性サーミスタ（ＰＴＣ）の構成の他の例を示す略線図である。
【図１４】外装フィルム付近を拡大した略線図である。
【図１５】外装フィルム付近の断面を示す略線図である。
【図１６】この発明の第２の実施形態による二次電池の平面構成の一例を示す略線図である。
【図１７】外装フィルム付近を拡大した略線図である。
【図１８】外装フィルム付近の断面を示す略線図である。
【図１９】この発明の第３の実施形態による二次電池の平面構成の一例を示す略線図である。
【図２０】この発明の第４の実施形態による二次電池の平面構成の一例を示す略線図である。
【図２１】Ｕ字形のリード電極構成の温度保護素子の構成の一例を示す略線図である。
【図２２】Ｕ字形のリード電極構成の温度保護素子の断面の一例を示す略線図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１・・・電池パック
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ・・・二次電池
７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ・・・温度保護素子
８，８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ・・・電池側リード電極
９，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ・・・端子側リード電極
１０・・・発電部
１５・・・外装ケース
１６・・・正極集電体
１７・・・負極集電体
２０・・・電解（液）質
２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｅ・・・外装フィルム
２４ａ，２４ｂ，２４ｅ，２５ａ，２５ｂ，２５ｅ，２６，２７，２９ｃ，２９ｄ・・・封止板
２８・・・接合部
３０，３１，３４，３５・・・ニッケル板
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４・・・端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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